¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน...

12
สำนักพิมพมหาวิทยาลัยนเรศวร Naresuan University Publishing House www.nupress.grad.nu.ac.th ¾Ç§Ãѵ¹ ¢¨ÔµÇÔªÂҹءÙÅ ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ ENVIRONMENTAL NANOTECHNOLOGY

Upload: others

Post on 22-Sep-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

สำนกพมพมหาวทยาลยนเรศวรNaresuan University Publishing House

www.nupress.grad.nu.ac.th

¾Ç§Ãѵ¹� ¢¨ÔµÇÔªÂҹءÙÅ

¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×ÍÊÔ§áÇ´ÅŒÍÁENVIRONMENTAL NANOTECHNOLOGY

Page 2: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

ขอมลทางบรรณานกรมของส านกหอสมดแหงชาต National Library of Thailand Cataloging in Publication Data

พวงรตน ขจตวชยานกล. นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม .— พษณโลก: ส านกพมพมหาวทยาลยนเรศวร, 2557. 563 หนา. 1. นาโนเทคโนโลย. I. ชอเรอง.

620.5 ISBN 978-616-7902-08-1 สพน. 002

นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม พวงรตน ขจตวชยานกล

สงวนลขสทธโดยส านกพมพมหาวทยาลยนเรศวร พมพครงท 1 ตลาคม พ.ศ. 2557 จ านวนพมพ 500 เลม ราคา 450 บาท

การผลตและการลอกเลยนหนงสอเลมนไมวารปแบบใดทงสน ตองไดรบอนญาตเปนลายลกษณอกษรจากส านกพมพมหาวทยาลยนเรศวร

ผจดพมพ ส านกพมพมหาวทยาลยนเรศวร

ผจดจ าหนาย 1. ศนยหนงสอแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย อาคารวทยกตต ชน 14 ซอยจฬาลงกรณ 64 ถนนพญาไท แขวงวงใหม เขตปทมวน กรงเทพฯ 10330 สาขา ศาลาพระเกยว โทร. 0-2218-7000-3

สยามสแควร โทร. 0-2218-9881, 0-2255-4433 มหาวทยาลยนเรศวร พษณโลก โทร. 0-5526-0162-5 มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร โทร. 044-216131–2 มหาวทยาลยบรพา โทร. 0-3839-4855-9 โรงเรยนนายรอยพระจลจอมเกลา (รร.จปร.) โทร. 037-393-023, 037-393-036 จตรสจามจร โทร. 0-2160-5301 รตนาธเบศร โทร. 0-2950-5408-9 มหาวทยาลยพะเยา โทร. 0-5446-6799, 0-5446-6800 ยอยคณะครศาสตรจฬาฯ โทร. 0-2218-3979

2. เสยงทพยบคเซนเตอร 108/3-5 เอกาทศรฐ ต าบลในเมอง อ าเภอเมองพษณโลก พษณโลก 65000 โทร. 0-5525-8862 สาขา มหาวทยาลยนเรศวร (หนาหอใน อาคารขวญเมอง) โทร. 0-5526-1616

ICT (หนาโรงพยาบาลพษณเวช พษณโลก) โทร. 084-814-7800

กองบรรณาธการ กองบรรณาธการจดท าเอกสารสงพมพทางวชาการของส านกพมพมหาวทยาลยนเรศวร

ออกแบบปกและรปเลม สรญา แสงเยนพนธ

พมพท รตนสวรรณการพมพ 3 30-31 ถนนพญาลไท อ าเภอเมอง จงหวดพษณโลก 65000 โทร. 0-5525-8101

Page 3: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

ค ำน ำ ..........

นำโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology) ก

ค ำน ำ

ปญหามลพษในสงแวดลอมจดเปนปญหาทส าคญของประเทศไทยทเกดขนอยางตอเนองนบแตครง

โบราณกาลและทวความรนแรงมากขนเรอยๆ ในอดตปญหามลพษทส าคญมกเปนปญหามลพษน าเสย อากาศเสย และขยะมลฝอย เมอมการพฒนาทางอตสาหกรรมและการเจรญเตบโตทางเศรษฐกจ ปญหาของกากของเสยอนตราย การปนเปอนของสารเคม และการขาดแคลนน าสะอาดเพอการบรโภคและอปโภคไดกลายมาเปนปญหามลพษททวความส าคญมากขนเรอยๆ ในขณะทปญหามลพษดงเดมทเคยมนนยงคงปรากฏอย

ในขณะเดยวกนการคนควาวจย และพฒนาเทคโนโลยทจะน ามาสหนทางในการแกปญหามลพษในสงแวดลอมนนไดพฒนาอยางกาวกระโดดเชนเดยวกนกบปญหามลพษทเกดขน แนวทางในอดตในการรบมอปญหามลพษนนเปนแนวทางเชงรบในการรวบรวม บ าบดและก าจดสารมลพษ หรอทปลายเหต (end-of-pipe) และไดปรบมาเปนการปองกนการเกดมลพษ รวมกบการบ าบดและก าจดมลพษ ซงน าไปสการพฒนาแนวทางในการแกปญหาสงแวดลอมเชงรกดวยการพฒนาเทคโนโลยส าหรบปองกนและบ าบดมลพษในลกษณะของผลตภณฑทใชในชวตประจ าวนในปจจบน เชน เครองปรบอากาศและตเยนทก าจดเชอโรค พนถนนทก าจดไอควนพษ ผนงพนกระเบองทก าจดจลนทรยและเชอรา เครองกรองน าขนาดเลกส าหรบกอกน าทก าจดสารปนเปอนในน าได ไปจนกระทงเสอปลอดกลน รวมทงวธการบ าบดและก าจดสารพษในแนวทางใหมทหลากหลาย ตลอดจนการผสมผสานกบการน าแสงอาทตยมาเปนแหลงพลงงานในการก าจดมลพษนนๆ การพฒนาเทคโนโลยแนวทางใหมในเชงรกนเกดขนจากการพฒนาวทยาการความกาวหนาของ “นาโนเทคโนโลย” มาประยกตใชในงานดานสงแวดลอมนนเอง การน านาโนเทคโนโลยมาใชในงานสงแวดลอมนนดเหมอนวาจะเปนศาสตรใหมทหลายคนไมคนเคยนก ในความเปนจรงแลวพนฐานของการน าแนวทางในการน าเทคโนโลยนมาจากการพฒนาวสดใหมขนาดเลกลงในระดบนาโนโดยมสดสวนของพนทผวตอปรมาตรทสงขน ซงจะท าใหไดลกษณะสมบตใหม เชน ม สมบตทางแมเหลก มความวองไวในการท าปฏกรยา สามารถดดกลนคลนแสงวซเบลได และน าลกษณะสมบตใหมของวสดนาโนนนๆ มาใชงานบนพนฐานปฏกรยาทางเคม หรอเคมกายภาพ ทมอยเดม เชน กระบวนการดดซบ ปฏกรยารดอกซ โฟโตเคม (photochemistry) ซงการน าวสดนาโนไปใชงานดวยปฏกรยาเหลานท าใหตองมการพฒนา ปรบปรง และประยกตแนวทางการน าไปใชในการปองกน บ าบด และก าจดมลพษขนใหม ซงน าไปสเกดนวตกรรมใหมๆ ทเกดขนและใชงานในรปของผลตภณฑตางๆ ในปจจบน ผเขยนจงไดรวบรวมความรและประสบการณในการท างานวจยทงของตนเองและงานวจยของนกวจยในดานนเพอน ามาเขยนหนงสอ “นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม” น โดยมจดมงหมายทจะเผยแพรความรทงในสวนของความรพนฐานของวสดนาโน กลไกและปฏกรยาทน าไปสการใชวสดนาโนในการปองกน บ า บด และก าจดมลพษ ซงน าไปสการเกดผลตภณฑเพอการปองกนสงแวดลอมในเชงรก และความปลอดภยของวสด

Page 4: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

.........ค ำน ำ

ข นำโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology)

นาโนตอสงแวดลอมและสขภาพของมนษยซงเปนประเดนทตองตระหนกอยางมากในการน าเทคโนโลยนไปใชงาน เพอไมใหวสดนาโนทสรางประโยชนอยางมากนมาเปนปญหามลพษในสงแวดลอมทตองมาแกไขปญหากนในภายหลง โดยมงหวงวาความรและประสบการณจากงานวจยทปรากฏในเลมนจะน าไปสการจดประกายใหมการคนควาวจยและพฒนาศาสตรในดานนเพอน าไปใชประโยชนในการแกปญหาสงแวดลอมใหกบประเทศไทยมากยงขน

อนง เปนทนายนดอยางมากทในปจจบนทมหาวทยาลยหลายแหงไดมการเปดวชาทมเรยนการสอนวชาความร “นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม” น ในหลกสตรวศวกรรมสงแวดลอมระดบบณฑตศกษา หนงสอเลมนจะเปนคมอการเรยนรและแนวทางทดใหกบนสต นกศกษา ตลอดจนผเรมคนควาวจยในการทจะเรยนรศาสตรในดานนเพอประโยชนในการชวยกนพฒนาเทคโนโลยน ไปใชในการแกปญหาสงแวดลอมของประเทศอยางจรงจงตอไป

ผเขยนขอขอบคณผอานและนกวจยทกทานทไดน าเนอหาและความรในเลมนไปใชงานและพฒนาตอไป โดยเนอหาทปรากฏอยในเลมนนอางองตามขอมล ณ เวลาปจจบนทไดจดท าขน หากมขอมลใดทคลาดเคลอนหรอขาดความสมบรณในเนอหา ผเขยนขออภยมา ณ ทนและยนดนอมรบค าตชมเพอพฒนาหนงสอเลมนใหดยงขนไปในอนาคต พวงรตน ขจตวชยานกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยนเรศวร

Page 5: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

กตตกรรมประกาศ ..........

นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology) ค

กตตกรรมประกาศ

ผเขยนขอขอบคณ Prof.Dr. Krishnan Rajeshwar, Prof.Dr. Syed R Qasim และ รศ.ดร.เพขรพร

เชาวกจเจรญ อาจารยผอบรมสงสอนและเรมตนงานวจยในดานนใหกบผเขยน ตลอดจนใหค าปรกษา และชแนะแนวทางในการเขยนหนงสอเลมน และขอขอบคณ Prof.Dr. Supapan Seraphin ผเปนทงพเลยงงานวจยและพนธมตรรวมวจยทใหความรในการบรณาการทงศาสตรและศลปของวสดศาสตรเขากบวศวกรรมสงแวดลอม

ขอขอบคณ ศ.ดร.สนต แมนสร รศ.ดร.พศษฐ สงหใจ และ Dr. Binh Doung ผอนเคราะหขอมลความรและภาพถายวสดนาโนเพอใชในหนงสอเลมน ขอขอบคณ ดร.วไลวรรณ จนทรมณ และดร.อภชน วชเรนทรวงศ ผตรวจสอบความถกตองและความสมบรณของเนอหา และขอขอบคณ ดร.จรภทร อนนตภทรชย ผรวมแกไข ตรวจทานเนอหา จดท าภาพประกอบและรปเลมของหนงสอ

สดทายน ขอขอบคณมหาวทยาลยนเรศวร ในการสนบสนนความตงใจ เวลา และงบประมาณสนบสนนใหมหนงสอเลมน และขอขอบคณสมาชกทกคนในครอบครวทใหความรก ความอบอน เปนพลง และก าลงใจใหผเขยนสามารถจดท าหนงสอเลมนจนเสรจสนตามทไดตงเปาหมายไว เพอใหหนงสอเลมน มความสมบรณและเหมาะสมในการเผยแพรความรและงานวจยทจะน าไปส การพฒนาตอยอดเทคโนโลย ในการแกปญหาสงแวดลอมของบานเราตอไป Prof.Dr. Krishnan Rajeshwar, Prof.Dr. Syed R Qasim และ ดร.วไลวรรณ จนทรมณ จาก The University of Texas at Arlington, USA., Prof.Dr. Supapan Seraphin จาก The University of Arizona, USA. และ Dr. Binh Doung จาก Worcester Polytechnic Institute, USA. รศ.ดร.เพชรพร เชาวกจเจรญ จากจฬาลงกรณมหาวทยาลย, ศ.ดร.สนต แมนสร และ ดร.อภชน วชเรนทรวงศ จากมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, รศ.ดร.พศษฐ สงหใจ จากมหาวทยาลยเชยงใหม และดร.จรภทร อนนตภทรชย จากมหาวทยาลยนเรศวร

Page 6: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

สารบญ ..........

สารบญ

หนา

คานา ก

กตตกรรมประกาศ ค

สารบญ จ

สารบญคายอ ญ

บทท 1 ความสาคญของนาโนเทคโนโลยในการปองกนและกาจดมลพษในสงแวดลอม

1.1 ความจาเปนในการใชนาโนเทคโนโลยในการบาบดและกาจดมลพษ 2

1.2 ความเขาใจพนฐานของนาโนเทคโนโลย 7

1.3 ขอควรพจารณาในการเลอกใชนาโนเทคโนโลยในการบาบดและกาจดมลพษ 11

1.4 ผลกระทบเชงลบของวสดนาโนทมตอสงแวดลอมและมนษย 17

1.5 แนวทางการลดผลกระทบเชงลบของวสดนาโนทมาจากการใชงานดานบาบดและ

กาจดมลพษ

20

เอกสารอางอง 21

บทท 2 ลกษณะพนฐานและคณสมบตของวสดนาโน

2.1 ลกษณะโครงสรางพนฐานของวสดนาโน 26

2.2 พนทผวของอนภาคนาโน 29

2.3 เคมพนผวอนภาคนาโน 32

2.4 การละลายนาของอนภาคนาโน 38

2.5 ลกษณะสมบตของการเปนสารดดซบ 39

2.6 ลกษณะสมบตการเปนตวเรงปฏกรยา 42

2.7 ลกษณะสมบตทางแมเหลก 44

2.8 ลกษณะสมบต surface plasmon resonance 45

2.9 เครองมอในการวดและลกษณะสมบตของวสดนาโนทได 47

2.9.1 กลองจลทรรศนในการตรวจวดลกษณะสมบตวสดนาโน 51

2.9.2 การวเคราะหดวยรงสเอกซ และลกษณะสมบตวสดนาโนทได 58

เอกสารอางอง 66

นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology) จ

Page 7: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

.......... สารบญ

หนา

บทท 3 กระบวนการพนฐานในการบาบดและกาจดสารมลพษดวยวสดนาโน

3.1 กระบวนการดดซบ 72

3.1.1 สมดลของการดดซบและไอโซเทอม 75

3.1.2 จลนศาสตรของการดดซบ 81

3.2 กระบวนการรดอกซพนฐาน 85

3.3 กระบวนการออกซเดชนขนสง 87

3.3.1 การเกดไฮดรอกซลราดคอลจากปฏกรยาตางๆ 90

3.3.2 กลไกการยอยสลายสารอนทรยดวยอนมลอสระไฮดรอกซล 96

3.4 กระบวนการรดกชนทางเคม 99

3.5 กระบวนการคะตะไลซส และโฟโตคะตะไลซส 102

3.5.1 ปฏกรยาโฮโมจเนยสคะตะไลซส 102

3.5.2 ปฏกรยาเฮเทอโรจเนยสคะตะไลซส 107

เอกสารอางอง 117

บทท 4 วสดนาโนและกลไกปฏกรยาในการบาบดและกาจดมลพษ

4.1 ไททาเนยมไดออกไซดและโลหะออกไซด 124

4.1.1 ลกษณะสมบตของไททาเนยมไดออกไซด 124

4.1.2 กลไกและปฏกรยาในการบาบดและกาจดมลพษของไททาเนยม

ไดออกไซด

126

4.1.3 การนาไททาเนยมไดออกไซดไปใชงานในการบาบดและกาจดมลพษ 142

4.1.4 วสดนาโนโลหะออกไซดชนดอนๆ ทใชในการบาบดและกาจดมลพษ 148

4.2 อนภาคนาโนไอรอนออกไซด 153

4.2.1 ลกษณะสมบตอนภาคนาโนไอรอนออกไซด 153

4.2.2 กลไกและปฏกรยาในการกาจดมลพษของอนภาคนาโนไอรอนออกไซด 160

4.2.3 การนาอนภาคนาโนไอรอนไปใชงานในการบาบดและกาจดมลพษ 164

4.2.4 การแยกอนภาคนาโนไอรอนออกไซดออกจากนาเสยและตะกอน 165

4.2.5 การฟนฟประสทธภาพของอนภาคนาโนไอรอนออกไซด 167

4.3 อนภาคนาโนเหลกประจศนย 167

4.3.1 ลกษณะสมบตอนภาคนาโนเหลกประจศนย 167

4.3.2 กลไกและปฏกรยาในการกาจดมลพษของอนภาคนาโนเหลกประจศนย 168

4.3.3 การนาอนภาคนาโนเหลกประจศนยไปใชงานในการบาบดและกาจด

มลพษ

172

ฉ นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology)

Page 8: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

สารบญ ..........

หนา

4.4 วสดซลกาและซโอไลต 174

4.4.1 ลกษณะสมบตของวสดซลกาและซโอไลต 174

4.4.2 กลไกและปฏกรยาในการกาจดมลพษของวสดนาโนซโอไลตและซลกา 181

4.4.3 การนาซโอไลตไปใชงานในการบาบดและกาจดมลพษ 184

4.5 วสดนาโนคารบอน 186

4.5.1 ลกษณะสมบตของวสดนาโนคารบอน 186

4.5.2 กลไกและปฏกรยาในการบาบดและกาจดมลพษของวสดนาโนคารบอน 193

4.5.3 การนาวสดนาโนคารบอนไปใชงานในการบาบดและกาจดมลพษ 196

4.6 นาโนซลเวอร 198

4.6.1 ลกษณะสมบตนาโนซลเวอร 198

4.6.2 กลไกในการกาจดเชอโรคและการนาไปใชงาน 199

4.7 การใชวสดนาโนผสมในการบาบดและกาจดสารมลพษ 201

เอกสารอางอง 205

บทท 5 การบาบดและกาจดโลหะหนกจากตวกลางสงแวดลอมดวยวสดนาโน

5.1 โลหะหนกและลกษณะสมบต 226

5.2 ปฏกรยาเคมพนฐานของโลหะหนก 232

5.3 การกาจดโลหะหนกดวยวสดนาโนไททาเนยมไดออกไซด 236

5.3.1 กลไกและปฏกรยาทางเคม 236

5.3.2 ปจจยและประสทธภาพในการกาจดโลหะหนก 246

5.4 การกาจดโลหะหนกดวยทอนาโนคารบอน 252

5.4.1 กลไกและปฏกรยาเคม 252

5.4.2 ปจจยและประสทธภาพในการกาจดโลหะหนก 256

5.5 การกาจดโลหะหนกดวยเหลกนาโนประจศนย 258

5.5.1 กลไกและปฏกรยาเคม 258

5.5.2 ปจจยและประสทธภาพในการกาจดโลหะหนก 261

เอกสารอางอง 262

บทท 6 การบาบดและกาจดสารอนทรยจากตวกลางสงแวดลอมดวยวสดนาโน

6.1 สารอนทรย 268

6.2 ลกษณะสมบตและปฏกรยาเคมพนฐานของสารอนทรย 272

6.2.1 ลกษณะสมบตของสารอนทรย 272

นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology) ช

Page 9: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

.......... สารบญ

หนา

6.2.2 ปฏกรยาเคมพนฐานทเกยวของกบการบาบดและกาจดสารอนทรย 281

6.3 การกาจดสารอนทรยดวยวสดนาโนไททาเนยมไดออกไซด 290

6.3.1 กลไกและปฏกรยาทางเคม 290

6.3.2 ปจจยทสงผลตอประสทธภาพในการกาจด 306

6.4 การกาจดสารอนทรยและฟนฟพนทปนเปอนดวยเหลกและเหลกนาโนประจศนย 309

6.4.1 กลไกและปฏกรยาทางเคม 313

6.4.2 ปจจยทสงผลตอประสทธภาพในการกาจด 325

เอกสารอางอง 331

บทท 7 การปรบปรงคณภาพนาและการผลตนาสะอาดดวยวสดนาโน

7.1 การปรบปรงคณภาพนาเพอการอปโภคและบรโภคดวยวสดนาโน 342

7.1.1 การกาจดจลนทรยในนาดวยวสดนาโน 342

7.1.2 การปรบปรงคณภาพนาดวยระบบเมมเบรนทมวสดนาโน 350

7.2 การตรวจวดคณภาพนาดวยนาโนเซนเซอร 366

7.2.1 วสดนาโนไททาเนยมไดออกไซดในการเปนเซนเซอรตรวจวดคณภาพนา 366

7.2.2 วสดทอนาโนคารบอนในการเปนเซนเซอรตรวจวดคณภาพนา 371

เอกสารอางอง 373

บทท 8 การบาบดนาเสยดวยวสดนาโนและการออกแบบถงปฏกรณ

8.1 การเลอกกระบวนการบาบดนาเสยดวยวสดนาโนทเหมาะสมและขอควรพจารณา 382

8.2 การใชหนวยบาบดนาโนในการบาบดนาเสยอตสาหกรรม 393

8.3 ถงปฏกรณในการบาบดนาเสยดวยปฏกรยาโฟโตคะตะไลซส 399

8.3.1 แสงและแหลงกาเนดแสง 400

8.3.2 รปแบบของถงปฏกรยาและวสดทใช 404

8.3.3 ถงปฏกรยาโฟโตคะตะไลซสสาหรบแสงอลตราไวโอเลต 407

8.3.4 ถงปฏกรยาโฟโตคะตะไลซสสาหรบแสงจากดวงอาทตย 415

8.4 ถงปฏกรณในการบาบดนาเสยดวยระบบเมมเบรนรวมกบปฏกรยาโฟโตคะตะไลซส 422

เอกสารอางอง 430

บทท 9 การกาจดมลพษทางอากาศดวยวสดนาโน

9.1 พนฐานของปฏกรยาโฟโตคะตะไลซสในการกาจดมลพษทางอากาศ 440

ซ นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology)

Page 10: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

สารบญ ..........

หนา

9.2 การกาจดมลพษทางอากาศภายในอาคาร 445

9.2.1 มลพษทางอากาศภายในอาคารและกลไกในการกาจดดวยวสดนาโน 446

9.2.2 ถงปฏกรณสาหรบการกาจดมลพษทางอากาศภายในอาคารโดยใชวสด

นาโนและปจจยทางวศวกรรม

454

9.3 การกาจดมลพษทางอากาศทวไปดวยวสดนาโน 459

9.3.1 มลพษทางอากาศและกลไกในการกาจดดวยวสดนาโน 459

9.3.2 ผลตภณฑนาโนในการกาจดมลพษทางอากาศ 469

เอกสารอางอง 474

บทท 10 ความปลอดภยของวสดนาโนตอมนษยและสงแวดลอม

10.1 วสดนาโนและผลตภณฑนาโนในชวตประจาวน 483

10.2 การปลดปลอยและพฤตกรรมของวสดนาโนในสงแวดลอม 488

10.3 แนวทางการทดสอบความเปนพษของวสดนาโน 499

10.3.1 การทดสอบการแปรสภาพของวสดนาโนในสงแวดลอม 500

10.3.2 การทดสอบความเปนอนตรายของวสดนาโนตอสงมชวต 502

10.3.3 การทดสอบความเปนอนตรายของวสดนาโนตอสขภาพ 504

10.4 ผลกระทบของวสดนาโนตอระบบนเวศนวทยา 508

10.4.1 ผลกระทบของวสดนาโนตอสงมชวตในนา 508

10.4.2 ผลกระทบของวสดนาโนตอจลนทรยและสงมชวตในดน 510

10.4.3 ผลกระทบของวสดนาโนตอพช 512

10.5 การไดรบวสดนาโนและแนวโนมของผลกระทบทมตอสขภาพของมนษย 514

10.6 การประเมนความเสยงในการไดรบวสดนาโน 525

10.7 การจดการและการปองกนการไดรบวสดนาโนจากการทางาน 530

10.8 ทศทางของการพฒนางานวจยดานนาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอมในอนาคต 535

เอกสารอางอง 538

นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology) ฌ

Page 11: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

.......... สารบญค ายอ

ญ นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology)

สารบญค ายอ

AC Activated carbon – ถานกมมนต AFM Atomic Force Microscope - กลองจลทรรศนแรงอะตอม ATSDR Agency for Toxic Substances and Disease Registry – หนวยงานดานสารเคมและเชอ

โรคของประเทศอเมรกา CB Conduction band – คอนดกชนแบนด CNT Carbon nanotube – ทอนาโนคารบอน DNAPL Dense non-aqueous phase liquid – ของเหลวทไมละลายนาและมความหนาแนน

มากกวานา EC50 Half-maximal effective concentration - การวดประสทธภาพของสารเคมจากปรมาณ

และความเขมขนของสารทตองใชเพอใหไดประสทธภาพ 50% ระหวางระดบฐานตาสดคอไมไดใชสารเคมเลย (0%) จนถงระดบอมตวสงสดทสารเคมมากทสดในระยะเวลายาวนาน

EDS Energy-dispersive X-ray analysis – การวเคราะหธาตเชงพลงงาน ICP Inductively Coupled Plasma LC50 Median lethal concentration – ความเขมขนของสารเคมททาใหสตวทดลองตายเปน

จานวน 50% ของจานวนเรมตน LD50 Median lethal dose – ปรมาณของสารเคมททาใหสตวทดลองตายเปนจานวน 50% ของ

จานวนเรมตน LNAPL Light non-aqueous phase liquid – ของเหลวทไมละลายนาและมความหนาแนนนอย

กวานา MWCNT Multi-walled carbon nanotube – ทอนาโนคารบอนผนงหลายชน NIOSH National Institute for Occupational Safety and Health – หนวยงานดานอาชว

อนามยของประเทศสหรฐอเมรกา nZVI Nano zero-valent iron – เหลกนาโนประจศนย OECD Organisation for Economic Co-operation and Development – องคการเพอความ

รวมมอทางเศรษฐกจและการพฒนา pHpzc pH at the point of zero charge – คาพเอชททาใหประจเปน 0 POE Point of entry – หนวยผลตนาสะอาดขนาดเลกประจาบาน POU Point of use – หนวยผลตนาสะอาดขนาดเลกทตดไวทจดจายนา (กอกนา)

Page 12: ¹Òâ¹à·¤â¹âÅÂÕà¾×่ÍÊÔ่§áÇ´ÅŒÍÁ€¦ · การน านาโนเทคโนโลยีมาใช้ในงานสิ่งแวดล้อมนั้นดูเหมือนว่าจะเป็นศาสตร์ใหม่ที่หลายคนไม่คุ้นเคย

สารบญค ายอ ..........

นาโนเทคโนโลยเพอสงแวดลอม (Environmental Nanotechnology) ฎ

RfD Reference Dose – ปรมาณสารเคมทมนษยสามารถรบเขาสรางกายไดทกวน โดยไมทาใหเกดความผดปกตใดๆ ตอสขภาพอนามย

SEM Scanning Electron Microscope - กลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด SWCNT Single wall carbon nanotube – ทอนาโนคารบอนผนงเดยว TEM Transmission Electron Microscope – กลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองผาน TiO2 Titanium dioxide – ไททาเนยมไดออกไซด U.S. EPA U.S. Environmental Protection Agency – องคกรพทกษสงแวดลอมของประเทศ

สหรฐอเมรกา UV Ultraviolet – อลตราไวโอเลต VB Valence band – วาเลนซแบนด XAS X-ray Absorption Spectroscope – เครองมอทใชเทคนคการดดกลนรงสเอกซ XPS X-ray Photoelectron Spectroscope – เครองมอทวดการปลดปลอยพลงงานแสง

อเลกตรอนในรปรงสเอกซ XRD X-ray Diffraction – การเลยวเบนของรงสเอกซ